你想知道的仪表防爆知识都在这里

流程君以前发表过隔爆（EXd）与本安防爆（EXi）的区别，全球范围内的防爆认证的分类文章，电气的防爆这两篇文章研究的比较透彻了，仪表的防爆问题，很容易被忽略，今天流程君就为大家详细地讲讲仪表防爆。

仪表的防爆比电气防爆更容易疏忽，因为仪表太小，而且有些仪表是否是防爆的也不好判断，但是危险程度和电气是一样的。一般来说，仪表的防爆类型主要是本安型 和隔爆型 ，安装在防爆区域的PLC控制柜大部分为隔爆型或者正压防爆型。

仪表设备主要防爆形式：

1、隔爆型d，可用于点火源1区，2区，不能带电开盖维修；

2、增安型e，主要用于点火源2区，部分可用于1区，可以带电开盖维修，但不能带电拆线；

3、本安型ia，可用于点火源0区，1区，2区，可以带电开盖，可以带电拆线；

4、本安型ib，可用于点火源1区，2区，可以带电开盖，可以带电拆线；

5、正压防爆型p，可用于点火源1区，2区，不能带电开盖；

还有冲油型、无火花型等等，用的较少。

总的要求，防爆区域要使用防爆电气设备，防爆标识要明确，并有防爆合格证号 。注意：多个国标有这条强制性要求，有些国外进口的电气设备是防爆的，但是没有防爆合格证号，建议国内企业选电气设备时，还是要遵守国家规范。

防爆区域PLC控制柜（接线箱）防爆

现场控制箱主要有隔爆型、增安型和正压防爆型

1.1隔爆型

隔爆型设备在正常运行时，能产生火花电弧的部件置于隔爆外壳体，隔爆外壳能承受内部的爆炸压力而不导致损坏，并能防止爆炸传播到壳外。隔爆腔体里面装的是小型断路器，交流接触器，热保护器，浪涌保护器等电器元件。

隔爆型防爆箱容易出现的问题：

1、防爆箱必须满丝，只有满丝才能达到防爆要求。

2、接线口必须用防爆电缆接头，不使用的电缆接口，必须用丝堵封堵。这个很容易忽略哦。

3、多个电缆不允许在一个电缆入线口进入。

1.2增安防爆型

增安型防爆配电箱一般都是里面不能装电器元件，面板上都是装的一些隔爆型元件，如防爆按钮，防爆指示灯，防爆电流表，防爆转换开关等这些隔爆元件。增安型一般仅用于中间接线箱或者防爆开关、指示灯的安装。

增安型一般仅用于中间接线或者防爆按钮

1.3正压防爆型

正压型防爆原理是在设备的外壳内通入一定压力的新鲜洁净空气或惰性气体，使周围的可燃性气体不能进入外壳内部，从而阻止点燃源与爆炸性气体接触，以达到防止爆炸的目的。

正压防爆型常见问题：

1、正压通入的一定是清洁的空气或者惰性气体。

2、从正压防爆柜出来的气体，不宜排放在爆炸区域，如排入2区应采取处理火花和炽热颗粒的措施，这点现场问题较多。

仪表防爆 EXd

仪表设备绝大部分采用的是隔爆型或者本安型，大型石化装置基本清一色的本安型，小型化工装置几乎清一色的隔爆型。设计理念问题，只要符合要求都行。

隔爆型仪表注意事项：

1、隔爆型仪表电缆口和接线盖必须严密密封。如没有严密封堵，则达不到防爆要求。

2、隔爆型不允许带电开盖

本安仪表EXia

本安仪表最关键的是要配安全栅，回路如果不配安全栅，就达不到防爆要求。本安仪表是最安全的，可以用于0区。

安全栅安装图

安全栅解剖图

本安隔爆型

既有本安认证又有隔爆认证，如果按本安防爆就加安全栅，如果按隔爆，可以不加，但是必须按隔爆管理。

电缆问题

1 本质安全电路和非本质安全电路不得共用一根电缆或穿同一根电缆导管。

2 当采用芯线无分别屏蔽的电缆或无屏蔽的导线时，两个及其以上不同回路的本质安全电路，不得共用同一根电缆或穿同一根电缆导管。

3 本质安全电路及其附件应有蓝色标志。

4 当本质安全电路与非本质安全电路在同一电缆桥架或同一电缆沟道内敷设时 ，应采用 接地的金属隔板或绝缘板隔离 ，或分开排列敷设 ，其间距应大于 50mm , 并应分别固定牢固。

5 当本质安全电路与非本质安全电路共用一个接线箱时，本质安全电路与非本质安全电路接线端子之间应采用接地的金属板隔开。

6、本质安全电缆和非本质安全电缆在控制机柜应分开布置。

在仪表机柜间，本质安全电缆和非本质安全电缆必须分开。

另外，本质安全电缆的颜色问题，估计老企业基本达不到要求。

仪表本质安全防爆技术及其应用

1、本文导语

在许多化工工业过程中，需要处理一些易燃易爆的工艺介质。为确保人员生命和生产装置的财产安全，防爆技术已经应用于各个行业及相关专业，形成一系列的行业、国家和国际标准，并随着工业的发展而发展。对于自动化仪表，最常用的防爆形式是本安型、隔爆型和增安型。由于电子技术的飞速发展和低功耗电子器件的不断诞生，本安防爆技术的得到了更为广阔的推广和应用。特别是由于本质安全型(简称本安型)防爆形式与其他防爆形式相比，不仅具有结构简单，适用范围广，而且还具有易操作和维护方便等特点，因此这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆仪表已被制造商和用户接受。

2 本质安全防爆技术的原理与特点

2.1本质安全防爆技术的原理

本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术。例如对于氢气(ⅡC)环境，必须将电路功率限制在1.3W左右。由此可见，本安技术能很好的适用于工业自动化仪表。

针对电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要引爆源，本质安全技术通过限制电火花和热效应这两个可能的引爆源来实现防爆。在正常工作和故障状态下，当仪表产生的电火花或热效应的能量小于一定程度时，低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。

它实际上是一种低功率设计技术。原理是从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内，以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。通常对于氢气环境，也就是危险程度最高、最易爆的环境，必须将功率限制在1.3W以下。

国际电工委员会(IEC)规定，在危险程度最高的危险场所0区，只能采用Exia等级的本安防爆技术。因此，本质安全防爆技术是一种最安全、最可靠、适用范围最广的防爆技术。本质安全型仪表设备按安全程度和使用场所不同，可分为Exia和Exib。Exia的防爆级别高于Exib。

Exia级本质安全仪表在正常工作状态下以及电路中存在两起故障时，电路元件不会发生燃爆。在ia型电路中，工作电流被限制在100mA以下，适用于0区、1区和2区。

Exib级本质安全仪表在正常工作状态下以及电路中存在一起故障时，电路元件不发生燃爆炸。在ib型电路中，工作电流被限制在150mA以下，适用于1区和2区。

2.2本质安全防爆技术的特点

(1)不需要设计制造工艺复杂、体积庞大且又笨重的隔爆外壳，因此，本安仪表具有结构简单、体积小、重量轻和造价低等特点。据资料，建立一个本安型和隔爆型开关传输回路的费用之比约为1:4。

(2)可在带电情况下进行维护、标定和更换仪表的部分零件等。

(3)安全可靠性高。本安仪表不会因为紧固螺栓的丢失或外壳结合面锈蚀、划伤等人为原因而降低仪表的安全可靠性。

(4)由于本安防爆技术是一种“弱电”技术，因此，本安仪表的使用可以避免现场工程技术人员的触电伤亡事故的发生。

(5)适用范围广。本安技术是唯一可适用于0区危险场所的防爆系统。

(6)对于像热电偶等简单设备，不需特别认证即可接入本安防爆系统。

可见，与其他任何防爆型式相比，采用本安防爆技术可给工业自动化仪表带来技术上的突出特点。

3 本安防爆技术在过程自动化工程中的应用

本质安全防爆系统由三部分组成:现场本质安全仪表、本质安全电缆及本质安全关联设备。现场仪表包括各种安装在危险场所的一次检测仪表，以两线制变送器为代表的本质安全点电缆带有专用接地线，以耐久性的纯蓝色与其它电缆相区别;关联设备包括齐纳式安全栅、隔离式安全栅、其他形式的具有限流、限压功能的保护装置。能将窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。

系统回路以安全栅为界分为本质安全电路和非本质安全电路。从安全栅通过本质安全电缆连接到现场仪表所构成的电路为本质安全电路;从安全栅到DCS以及到供电电源的电路为非本质安全电路。

4 本质安全的防爆认证

4.1本安防爆是整体防爆的概念

对构成系统的现场设备、安全栅必须经过国家授权认证机构防爆认证，同时需要认证机构签发的本安仪表和安全栅的联合取证确认该本安回路的安全性。现场设备为简单设备时无需本安认证，即可与已取得本安认证的安全栅配合构成本安防爆回路。简单设备是指触点开关、热电偶、热电阻、发光二极管以及桥路等，设备中不含储能元件。

4.2本质安全回路防爆认证的原则

现场本安设备，安全栅认证参数要匹配，匹配参数如表1所示。

其中:

Uoc:最高开路电压在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值;

Isc:最大短路电流在最高允许电压范围内本安端短路时电流最大值;

Ca:允许分布电容保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容;

La:允许分布电感保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感;

Ui:最高输入电压施加到本质安全现场仪表上，不会使本质安全性能失效的最高电压;

Ii:最高输入电流施加到本质安全现场仪表上，不会使本质安全性能失效的最大电流;

C:最大内部电容现场本安仪表内总等效电容;

Li:最大内部电感现场本安仪表内总等效电感;

Cc:本安电缆的分布电容;

Lc:本安电缆的分布电感。

5 本质安全仪表及回路的特殊要求

5.1对接地的要求

本质安全型仪表系统必须具有可靠的独立接地。整个自动化仪表系统有四种类型的接地:本质安全型仪表系统接地、信号回路接地、屏蔽接地和保护接地。信号回路接地与屏蔽接地可共用一个单独的接地极，本质安全仪表系统需独立设置接地系统，与其它接地网相距5m以上，一般要求本质安全地的接地电阻小于1Ω。其它两种接地电阻按设计或规范要求一般在4Ω以下。保护接地可接到电气工程低压电气设备的保护接地网上。

5.2对连接电缆的要求

从系统布线工程角度考虑，由于连接电缆存在分布电容和分布电感，使连接电缆成为储能元件。它们在信号传输过程不可避免地存储能量，一旦当线路出现开路或短路时，这些储能就会以电火花或热效应的形式释放出来，影响系统的本安性能。因此既要连接传输电缆不会受到外界电磁场干扰影响及与其他回路混触，又要限制布线长度和感应电动势所带来的附加非本安能量，依此来确定电缆的允许分布电容和允许分布电感，世界各防爆检验机构主要采取以集中参数的方式考虑电缆分布参数的方法。

连接电缆本安性能的基本参数如下:

①电缆最大允许分布电容(Ci)：Ci=Ck×L

②电缆最大允许分布电感(Lc)：Lc=Lk×L

式中：Ck为电缆单位长度分布电容；Lk为电缆单位长度分布电感；L为实际配线长度。

本质安全电缆是一种低电容、低电感的电缆、与其它电缆相比具有优异的屏蔽性能和抗干扰性能，适用于爆炸危险场所及其它防爆安全要求较高的场合。在使用中应注意以下几点：

①本安线路内的接地线与屏蔽连接线要可靠绝缘。

②信号回路的接地点应在控制室侧，当采用接地型热电偶和检测部分已接地的仪表时，控制室侧不再接地。

③屏蔽电缆的备用芯线与电缆的屏蔽层，应在同一侧接信号回路地。

5.3设备温度等级

设备温度等级规定了设备表面的最高允许温度值。这主要基于技术和经济上的考虑。在绝大部分情况下，有较低温度等级的设备购买和安全方面费用较高。通过比较，选用本安设备将更加有效和经济。直接安装在危险场所的本安设备需要考虑设备温度等级，而关联设备不需要进行设备温度等级的部分。设备温度等级一定要小于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度，否则会引起燃烧爆炸。

6 本安电气设备的选用原则

①简单设备

按照GB3836.4-2000防爆标准规定，对于电压不超过1.2V、电流不超过0.1A，其功率不超过25mW的电器设备可视为简单设备，他们的典型特点是仪表设备的内部等效电感Li=0,内部等效电容Ci=0。此类设备可直接应用在现场。

②本安电气设备

安装于危险场所的现场设备、必须明确以下问题:

是否已按照GB3836.1，GB3836.4要求设计并已被国家防爆检验机构认可的本安电气设备。

防爆标志规定的等级是否适用于使用的危险场所的安全要求。

本安电路是否接地或接地部分的本安电路是否与安全栅接口部分的有电路加以有效隔离。

信号传输的方式及本安电气设备的最低工作电压和回路正常工作电流。

在明确以上问题的基础上，选择相对应的安全栅。

③安全栅的选用原则

安全栅的防爆标志等级必须不低于本安现场设备的防爆标志等级。

确定安全栅的端电阻及回路电阻可以满足本安现场设备的最低工作电压。

安全栅的本安端安全参数能够满足Uoc≤Ui、Isc≤Ii、Ca≥Ci+Cc、La≥Li+Lc的要求。

安全栅要与本安现场仪表的安全极性及信号传输方式相匹配。

做好相应的保护工作，避免安全栅的漏电电流影响本安现场设备的正常工作。

虽然本安仪表在仪表匹配、电缆的使用和接地等方面有许多特殊的要求，但随着微电子技术、微处理器技术的迅速发展，工业自动化仪表已趋于低功耗、电子化、小型化发展，更加容易实现本质安全。

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